Новое революционное исследование с использованием только материалов, полученных от людей, показало, что вырабатывающие инсулин бета-клетки могут изменять свою функцию при диабете – и что это изменение может быть обратимым.
Исследования, проводимые Университетом Эксетера, являются первыми, в которых клетки рассматриваются с использованием модели, полностью свободной от животных, вместо этого впервые в лабораториях используется полностью человеческая клеточная система. Команда обнаружила, что система обмена сообщениями РНК, которая сообщает белкам, как вести себя в клетках, отличается при диабете. Изменения приводят к тому, что некоторые из бета-клеток больше не вырабатывают инсулин, регулирующий уровень сахара в крови, и вместо этого вырабатывают соматостатин, который может блокировать секрецию других важных гормонов, включая сам инсулин.
Исследование опубликовано в Human Molecular Genetics и финансируется Animal Free Research UK. Исследование может дать новое понимание того, как высокий уровень сахара в крови может изменить поведение важных клеток, вырабатывающих гормоны, и проложить путь к новым методам лечения.
Профессор Лорна Харрис из Медицинской школы Университета Эксетера, руководившая исследованием, сказала: "Эти идеи действительно захватывающие. Только недавно исследователи из Эксетера обнаружили, что у людей с диабетом 1 типа все еще сохраняется часть клеток, продуцирующих инсулин, но окружающая среда, создаваемая диабетом, может быть токсичной для этих клеток, которые остаются. Наша работа может привести к новым изменениям в защите этих клеток, которые могут помочь людям сохранить некоторую способность производить собственный инсулин. Метод, который мы впервые использовали для создания полностью человеческой клеточной системы, очень важен – я не думаю, что мы увидели бы эти изменения в клетках мыши."
Карла Оуэн, исполнительный директор Animal Free Research UK, финансировавшего исследование, сказала: "Это новаторское исследование в лучшем виде – мы поддержали команду Эксетера в создании нового метода исследования того, как диабет влияет на людей, а не на животных. Их прорывные открытия никогда не были бы обнаружены на животных, что подчеркивает важность использования подходящего для человека подхода к пониманию человеческих болезней. Мы гордимся тем, что поддерживаем следующий этап, чтобы продвинуть это открытие и приблизить его к лечению людей, живущих с диабетом."
Команда исследовала, что происходит с бета-клетками человека при воздействии среды, воспроизводящей диабет 2 типа.
Потеря бета-клеток происходит при диабете как 1-го, так и 2-го типа. Ученые ранее предполагали, что это произошло потому, что микросреда вокруг клеток заставляет их умирать.
Однако команда впервые обнаружила, что часть клеток больше не является бета-клетками, производящими инсулин. Они фактически начали вырабатывать другой гормон, называемый соматостатин, характерный для дельта-клеток.
Затем команда проанализировала посмертную ткань поджелудочной железы людей с диабетом 1 или 2 типа. Это показало, что у них больше дельта-клеток, чем должно быть, предполагая, что диабет может вызывать превращение некоторых бета-клеток в дельта-клетки у людей, а также в клетках в лаборатории.
Подобные результаты были получены на животных моделях, но изменения разные. У мышей большая часть изменений связана с бета-альфа-клетками, а не с дельта-клетками. Альфа-клетки вырабатывают другой гормон, называемый глюкагоном. Это означает, что последствия изменения типа клеток могут быть разными у мышей и людей.
На следующем этапе команда исследовала, почему клетки могут измениться с бета-клеток на дельта-клетки, изучив регуляцию генов. Они изучили различия в генах, которые принимают решение о том, какой тип сообщения РНК создается, что помогает клеткам справляться с окружающей их средой. В образцах поджелудочной железы людей с диабетом 2 типа они обнаружили, что около четверти генов демонстрируют нарушение ожидаемого шаблона сообщений, сделанных по сравнению с образцами, взятыми у людей без диабета. Это указывает на то, что различия в регулирующих органах приводят к различиям в сообщениях, сделанных. Тип сообщения РНК контролирует каждый аспект жизни или поведения клетки, и авторы предполагают, что это может быть причиной того, что обработанные клетки ведут себя по-разному.
Профессор Харрис сказал: "Действительно захватывающее открытие заключается в том, что, по крайней мере, в лаборатории, мы смогли обратить изменения – превратить дельта-клетки обратно в бета-клетки – если мы восстановим окружающую среду до нормального состояния или если мы обработаем клетки химическими веществами, восстанавливающими регулятор. гены и паттерны сообщений РНК, приведенные в норму. Это очень многообещающе, если учесть потенциал новых терапевтических средств."